(57)【要約】【課題】ワークを把持する際の把持部の開閉量を自在且つ高精度に制御することが可能であり、且つ、前記ワークに対する十分な把持力を確保する。【解決手段】ボディ１２の内部に回転駆動源からの駆動力を軸線方向に沿った変位へと変換する変換機構２０が設けられ、前記変換機構２０における一組の第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂがピニオンギア５０の回転作用下に軸線方向に沿って変位する。また、ボディ１２に形成された第１又は第２ポート３２、３４より圧力流体を供給することにより、前記第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂが軸線方向に沿ってそれぞれ変位する。そして、回転駆動源の駆動作用下に一組のチャック１１８ａ、１１８ｂを介してワークに対する位置決めを行うと共に、前記駆動力に加えて圧力流体の押圧力を付与することにより、前記チャック１１８ａ、１１８ｂによってワークを把持する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉自在に設けられる一組のチャックを介してワークを把持するワーク把持用チャックにおいて、
圧力流体が供給される一組のポートと、前記圧力流体が導入されるシリンダ室とを有するボディと、
前記ボディに連結され、電気信号によってピニオンギアを回転駆動させる駆動部と
前記シリンダ室に軸線方向に沿って変位自在に設けられ、前記ピニオンギアに噛合されるラック溝を介して前記駆動部からの駆動力が伝達される一組のピストンと、
前記一組のピストンにそれぞれ連結され、前記ピストンの変位作用下に開閉自在に設けられた一組のチャックを有する把持部と、
前記ピストンの軸線方向に沿った変位量を検出する変位量測定機構と、
を備え、
前記一組のピストンは、前記ピニオンギアを中心として対向するように配設され、前記駆動部からの駆動力及び／又は前記圧力流体による押圧力が付与されることにより軸線方向に沿って変位することを特徴とするワーク把持用チャック。
【請求項２】
請求項１記載のワーク把持用チャックにおいて、
前記変位量測定機構は、前記一組のピストンのうちの少なくともいずれか一方の変位量を検出することを特徴とするワーク把持用チャック。
【請求項３】
請求項１又は２記載のワーク把持用チャックにおいて、
前記変位量測定機構は、前記ピストンが変位する前記シリンダ室の軸線方向に沿った一端部側及び／又は他端部側に設けられることを特徴とするワーク把持用チャック。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のワーク把持用チャックにおいて、
前記変位量測定機構は、前記シリンダ室の一端部及び／又は他端部に設けられ、前記シリンダ室側に向かって突出して前記ピストンの内部に挿通されるロッドと、前記ロッドの外周面に軸線方向に沿って巻回されるコイルとからなり、前記ピストンが軸線方向に沿って変位した際における前記コイルからの出力電圧又は出力周波数を検出することを特徴とするワーク把持用チャック。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のワーク把持用チャックにおいて、
前記変位量測定機構は、前記シリンダ室の半径外方向に軸線方向に沿って巻回されたコイルを有し、前記コイルの内部を前記ピストンが略平行に変位した際における前記コイルからの出力電圧又は出力周波数を検出することを特徴とするワーク把持用チャック。
【請求項６】
開閉自在に設けられる把持部を介してワークに対する位置決めを行うワーク把持用チャックの制御方法において、
駆動部に対して電気信号を印加し、前記駆動部に連結されたピニオンギアを回転駆動させることにより前記ピニオンギアにラック部を介して噛合されたピストンを軸線方向に沿って変位させ、前記ピストンに連結された一組のチャックを開閉動作させる際に、前記ピストンの変位量を変位量測定機構で検出することにより、前記チャックの開閉量を任意に制御して前記ワークの位置決めを行うことを特徴とするワーク把持用チャックの制御方法。
【請求項７】
請求項６記載のワーク把持用チャックの制御方法において、
前記駆動部に印加される電気信号を制御することにより、前記ピストン及びチャックの変位速度を制御することを特徴とするワーク把持用チャックの制御方法。
【請求項８】
請求項６又は７記載のワーク把持用チャックの制御方法において、
前記駆動部が駆動してから所定時間経過した後に、ボディのポートを介してシリンダ室に圧力流体を供給することにより前記ピストンを軸線方向に沿って押圧し、前記駆動部による駆動力と前記圧力流体による押圧力とによって前記チャックを閉動作させて前記ワークを把持することを特徴とするワーク把持用チャックの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、把持部の開閉作用下にワークを把持することが可能なワーク把持用チャック及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、工作機械の軸部等の先端に取り付けられ、把持部の開閉動作を圧力流体の供給作用下に行うことにより、種々の部品等のワークを把持するワーク把持用チャックが知られている。
【０００３】
本出願人は、圧力流体の圧力作用下に把持部を開閉させ、ワークを把持することが可能なワーク把持用チャックを提案している（特許文献１参照）。
【０００４】
このワーク把持用チャックでは、圧力流体が供給される一組のポートを有するボディにピストンが変位自在に設けられ、前記ピストンが軸線方向に沿って変位することにより、前記ピストンの一端部に形成された軸部が、その側面に形成されたラックを介してボディに設けられたピニオンを回転させる。そして、前記ピニオンの回転軸には一組のチャックがそれぞれ回動自在に軸支され、前記ピニオンの回転作用下に前記チャックが回転軸を中心として互いに接近又は離間する方向に変位する。これにより、前記チャックが互いに接近する方向に変位し、前記チャックの間にワークを把持している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−３２８９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１のような圧力流体の圧力作用下に一組のチャックを開閉させるエア駆動式のワーク把持用チャックにおいては、把持部において前記圧力流体により大きな把持力が得られるという利点があるが、前記チャックの開閉量を任意に制御することが困難である。換言すれば、前記チャックの全開又は全閉動作のみしか行うことができない。
【０００７】
また、近年では、ワークを把持する際に所定量の把持力を有すると共に、前記ワークの形状や使用環境に応じてチャックの開閉量を自在に制御可能なワーク把持用チャックを望む要請がある。
【０００８】
本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、ワークを把持する際の把持部の開閉量を任意に制御可能であり、且つ、前記ワークに対する十分な把持力を得ることが可能なワーク把持用チャック及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、開閉自在に設けられる一組のチャックを介してワークを把持するワーク把持用チャックにおいて、
圧力流体が供給される一組のポートと、前記圧力流体が導入されるシリンダ室とを有するボディと、
前記ボディに連結され、電気信号によってピニオンギアを回転駆動させる駆動部と
前記シリンダ室に軸線方向に沿って変位自在に設けられ、前記ピニオンギアに噛合されるラック溝を介して前記駆動部からの駆動力が伝達される一組のピストンと、
前記一組のピストンにそれぞれ連結され、前記ピストンの変位作用下に開閉自在に設けられた一組のチャックを有する把持部と、
前記ピストンの軸線方向に沿った変位量を検出する変位量測定機構と、
を備え、
前記一組のピストンは、前記ピニオンギアを中心として対向するように配設され、前記駆動部からの駆動力及び／又は前記圧力流体による押圧力が付与されることにより軸線方向に沿って変位することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、駆動部からの駆動力をピニオンギアから該ピニオンギアに噛合されたラック部を介して一組のピストンへとそれぞれ伝達し、前記駆動力によって前記ピストンをシリンダ室に沿って変位させている。また、前記ピストンは、ボディのポートからシリンダ室に供給される圧力流体の押圧作用下にも軸線方向に沿って変位可能に設けられている。そして、ピストンが軸線方向に沿って変位することにより、前記ピストンに連結された一組のチャックを開閉させることができる。
【００１１】
従って、把持用チャックでチャックを介してワークに対する位置決めを行う場合には、駆動部の駆動力のみで前記チャックを開閉させ、前記チャックに連結されたピストンの変位量を変位量測定機構で検出することにより、前記チャックの開閉量を高精度に制御することができると共に、前記駆動部に印加される電気信号を介して該駆動部の回転量又は回転角度を制御することにより、前記チャックの開閉量を任意に制御することが可能となる。また、ワークをチャックによって把持する際には、前記ピストンに対して駆動部の駆動力に加えて圧力流体による押圧力を付与することにより、前記チャックによるワークを把持する把持力を増大させ、前記ワークを十分な把持力で確実に把持することができる。
【００１２】
また、変位量測定機構が、一組のピストンのうちの少なくともいずれか一方の変位量を検出することにより、単一のピストンの変位量を変位量測定機構によって検出する場合には、前記ピストンの変位量に基づいたチャックの開閉量を検出することが可能となると共に、一組のピストンの両方の変位量をそれぞれ検出する場合には、前記変位量測定機構によってそれぞれのピストンの出力信号の差に基づいたより高精度な前記チャックの開閉量を検出することができる。
【００１３】
さらに、変位量測定機構を、ピストンが変位するシリンダ室の軸線方向に沿った一端部側及び／又は他端部側に設けるとよい。前記変位量測定機構を、シリンダ装置の一端部側又は他端部側のいずれか一方に設けた場合には、前記ピストンが変位量測定機構が設けられた端部側に変位した際の変位量を検出することが可能となる。また、前記変位量測定機構を、シリンダ装置の一端部側及び他端部側の両方に設けた場合には、前記ピストンがシリンダ室内を変位する際の変位量を軸線方向に沿った全域で常に検出することができると共に、前記変位量の検出精度を向上させることができる。
【００１４】
さらにまた、変位量測定機構は、シリンダ室の一端部及び／又は他端部に設けられ、前記シリンダ室側に向かって突出してピストンの内部に挿通されるロッドと、前記ロッドの外周面に軸線方向に沿って巻回されるコイルとからなり、前記ピストンが軸線方向に沿って変位した際における前記コイルからの出力電圧又は出力周波数を検出するとよい。これにより、ピストンが軸線方向に沿って変位した際の変位量を、ロッドを介して前記ピストンの内部に挿通されるコイルからの出力電圧又は出力周波数によって好適に検出することが可能となる。
【００１５】
またさらに、変位量測定機構は、前記シリンダ室の半径外方向に軸線方向に沿って巻回されたコイルを有し、前記コイルの内部を前記ピストンが略平行に変位した際における前記コイルからの出力電圧又は出力周波数を検出するとよい。これにより、ピストンが軸線方向に沿って変位した際の変位量を、前記ピストンが変位自在に設けられたシリンダ室の半径外方向に設けられたコイルからの出力電圧又は出力周波数によって好適に検出することができる。
【００１６】
また、本発明は、開閉自在に設けられる把持部を介してワークに対する位置決めを行うワーク把持用チャックの制御方法において、
駆動部に対して電気信号を印加し、前記駆動部に連結されたピニオンギアを回転駆動させることにより前記ピニオンギアにラック部を介して噛合されたピストンを軸線方向に沿って変位させ、前記ピストンに連結された一組のチャックを開閉動作させる際に、前記ピストンの変位量を変位量測定機構で検出することにより、前記チャックの開閉量を任意に制御して前記ワークの位置決めを行うことを特徴とする。
【００１７】
本発明では、駆動部からの駆動力をピニオンギアから該ピニオンギアに噛合されたラック部を介して一組のピストンへとそれぞれ伝達し、前記駆動力によってピストンをシリンダ室に沿って変位させることにより、前記ピストンに連結された一組のチャックを開閉させている。その際、駆動部の駆動力のみでチャックを開閉させ、前記チャックに連結されたピストンの変位量を変位量測定機構で検出することにより、前記チャックの開閉量を高精度に制御し、同時に、前記駆動部に印加される電気信号を介して該駆動部の回転量又は回転角度を制御することにより、前記チャックの開閉量を任意に制御することが可能となる。従って、チャックの開閉量を自在に制御することによりワークの形状に関わらず位置決めを高精度且つ簡便に行うことができる。
【００１８】
さらに、駆動部に印加される電気信号を制御することにより、前記ピストン及びチャックの変位速度を制御するとよい。これにより、前記ワークに対する位置決めを行う際に、前記チャックの開閉速度を自在に制御することが可能となるため、前記位置決め作業の効率化を図ることができる。
【００１９】
さらにまた、前記駆動部を駆動してから所定時間経過した後に、ボディのポートを介してシリンダ室に圧力流体を供給することにより前記ピストンを軸線方向に沿って押圧し、前記駆動部による駆動力と前記圧力流体による押圧力とによって前記チャックを閉動作させて前記ワークを把持させるとよい。
【００２０】
これにより、駆動部の駆動作用下にチャックを介してワークの位置決めを高精度に行うことができ、ワークの把持動作を行う際には前記チャックに対して駆動部から付与される駆動力に加えて圧力流体による押圧力が付与されることにより、前記ワークを所定の把持力で確実に把持することができる。
【００２１】
また、駆動部が駆動してから所定時間経過した後に、圧力流体を供給してピストンを変位させることにより、前記駆動部によって駆動するピニオンギアとピストンのラック部との噛合部位に対して前記圧力流体の押圧力による負荷が付与されることを防止することができる。その結果、前記ピニオンギア及びラック部を有するピストンの耐久性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００２３】
すなわち、ワークに対する位置決めを行う場合に、駆動部の駆動力のみでチャックを開閉させると共に、ピストンの変位量を変位量測定機構で検出して前駆駆動部の回転量を制御することにより、前記チャックの開閉量を任意で且つ高精度に制御することができる。また、チャックを介してワークを把持する際には、前記駆動部の駆動力に加えて圧力流体による押圧力を前記ピストンに対して付与することにより、前記チャックによる把持力を増大させてワークを確実に把持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明に係るワーク把持用チャックについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２５】
図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係るワーク把持用チャックを示す。
【００２６】
このワーク把持用チャック１０（以下、単に把持用チャック１０という）は、図１及び図２に示されるように、断面略長方形状のボディ１２と、前記ボディ１２の上部に設けられるケーシング１４と、前記ケーシング１４の内部に設けられる回転駆動源１６と、前記回転駆動源１６から出力される駆動力の回転速度を変速するギア部１８と、前記ギア部１８によって変速された駆動力を直線運動へと変換する変換機構２０と、前記ボディ１２の下部に設けられ、その開閉作用下にワーク２２を把持する把持部２４とを含む。
【００２７】
ボディ１２には、図３に示されるように、その内部に軸線方向に沿って形成される一組の第１及び第２貫通孔２６、２８と、前記第１及び第２貫通孔２６、２８の間となるように前記ボディ１２の略中央部に形成される連通孔３０と、前記第１及び第２貫通孔２６、２８の内部に圧力流体を供給する第１及び第２ポート３２、３４（図１参照）とを含む。前記連通孔３０は、前記第１及び第２貫通孔２６、２８と略直交するように形成されている。
【００２８】
この第１及び第２貫通孔２６、２８は、ボディ１２の軸線を中心として略対称となる位置に平行に形成され、前記第１及び第２貫通孔２６、２８の内部には、軸線方向に沿って変位自在に一組の第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂがそれぞれ設けられている。
【００２９】
前記第１及び第２貫通孔２６、２８の一端部には、その開口部に形成された段部を介してキャップ３８がそれぞれ係合され、前記キャップ３８が係合された後に、断面略Ｃ字状の係止部材４０が装着されることにより、前記キャップ３８が第１及び第２貫通孔２６、２８に装着される。その際、キャップ３８の内周面には環状溝を介してシール部材４２が装着されているため、前記第１及び第２貫通孔２６、２８の内部の気密が確実に保持される。
【００３０】
また、第１及び第２貫通孔２６、２８の他端部には、後述する第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの変位量を検出する変位量測定機構４４（例えば、リニアセンサ）が設けられている。すなわち、前記第１及び第２貫通孔２６、２８は、前記キャップ３８と変位量測定機構４４とによって閉塞され、前記第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂが軸線方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向）に沿って変位するシリンダ室として機能する。詳細には、第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂによって分割される第１及び第２貫通孔２６、２８のキャップ３８側（矢印Ｘ１方向）がそれぞれ第１シリンダ室４６ａ、４６ｂとなり、前記第１及び第２貫通孔２６、２８の変位量測定機構４４側（矢印Ｘ２方向）がそれぞれ第２シリンダ室４８ａ、４８ｂとなる。
【００３１】
なお、上述した変位量測定機構４４を、第１及び第２貫通孔２６、２８の一端部側に設け、前記キャップ３８を前記第１及び第２貫通孔２６、２８の他端部側に設けるようにしてもよい。
【００３２】
一方、ボディ１２に形成された連通孔３０には、変換機構２０のピニオンギア５０（後述する）が設けられ、前記連通孔３０を介して第１貫通孔２６と第２貫通孔２８とが連通している。この際、前記ピニオンギア５０は、その外周部位がそれぞれの第１及び第２貫通孔２６、２８の内部に若干だけ突出している状態となる。
【００３３】
第１及び第２ポート３２、３４は、図１及び図３に示されるように、ボディ１２の側面に所定間隔離間して形成され、前記第１及び第２ポート３２、３４は、ボディ１２の内部に形成される通路５２（図５参照）を通じて第１及び第２シリンダ室４６ａ、４６ｂ、４８ａ、４８ｂとそれぞれ連通している。そして、前記第１及び第２ポート３２、３４は、図示しないチューブを介して圧力流体供給源に接続され、前記圧力流体供給源からの圧力流体が、第１及び第２ポート３２、３４から通路５２を通じて第１及び第２シリンダ室４６ａ、４６ｂ、４８ａ、４８ｂへと供給される。
【００３４】
詳細には、図５に示されるように、第１ポート３２は、第１通路５４を介して前記第１ポート３２に近接する第１貫通孔２６の第１シリンダ室４６ａに連通すると共に、第２ポート３４が、第２通路５６を介して前記第１貫通孔２６の第２シリンダ室４８ａに連通している。そして、前記第１シリンダ室４６ａと前記第２シリンダ室４８ｂとが、前記第１貫通孔２６と第２貫通孔２８との間に形成された第３通路５８を通じて連通すると共に、前記第１貫通孔２６の第２シリンダ室４８ａと第２貫通孔２８の第１シリンダ室４６ｂとが第４通路６０を通じて連通している。
【００３５】
すなわち、第１ポート３２に供給された圧力流体は、第１通路５４を通じて第１貫通孔２６の第１シリンダ室４６ａと第３通路５８を通じて第２貫通孔２８の第２シリンダ室４８ｂへと導入され、反対に、第２ポート３４に供給された圧力流体は、第２通路５６を通じて第１貫通孔２６の第２シリンダ室４８ａと、第４通路６０を通じて第２貫通孔２８の第１シリンダ室４６ｂへと導入される。このように、圧力流体は、第１及び第２ポート３２、３４からボディ１２の連通孔３０を中心として対角線上となる第１及び第２シリンダ室４６ａ、４６ｂ、４８ａ、４８ｂへと供給されている（図３参照）。
【００３６】
これにより、第１及び第２ポート３２、３４から第１及び第２シリンダ室４６ａ、４６ｂ、４８ａ、４８ｂへと導入された圧力流体によって第１及び第２貫通孔２６、２８の内部に設けられた第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂが押圧されて軸線方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向）に沿って変位する。
【００３７】
例えば、第１ポート３２に圧力流体が供給された場合には、第１貫通孔２６の第１ピストン３６ａが第１シリンダ室４６ａに導入された圧力流体の押圧作用下に変位量測定機構４４側（矢印Ｘ２方向）へと変位すると共に、第２貫通孔２８の第２ピストン３６ｂが第３通路５８を通じて第２貫通孔２８の第２シリンダ室４８ｂに導入された圧力流体による押圧作用下にキャップ３８側（矢印Ｘ１方向）へと変位する。なお、第２ポート３４に圧力流体が供給された場合には、上述した第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂはそれぞれ前記とは反対方向へと変位する。
【００３８】
また、ボディ１２の下部には、図２に示されるように、所定深さだけ窪んで軸線方向に沿って延在する凹部６２が形成され、前記凹部６２には把持部２４における一組のジョイント部材１１４が変位自在にそれぞれ設けられている。
【００３９】
さらに、前記凹部６２の略中央部には、下方に向かって所定長だけ突出したガイドレール６４が軸線方向に沿って形成され、前記ガイドレール６４には前記ジョイント部材１１４と連結される把持部２４の第１ブロック６６が、ボディ１２の軸線方向に沿って所定間隔離間して変位自在に支持されている。
【００４０】
ケーシング１４は、図１及び図２に示されるように、略長方形状の箱状に形成され、ボディ１２の上部にボルト（図示せず）を介して固定されている。ケーシング１４の内部には、前記ボディ１２側となる一端部に設けられるギア部１８と、前記ギア部１８の上部に設けられる回転駆動源（駆動部）１６と、前記回転駆動源１６の上部に該回転駆動源１６の回転量又は回転角度を検出する第１検出部６８が設けられている。
【００４１】
回転駆動源１６は、例えば、ステッピングモータ、ＤＣブラシ付モータ、ＤＣブラシレスモータ等からなり、前記回転駆動源１６の図示しない駆動軸がギア部１８に接続され、前記回転駆動源１６の駆動力が、前記駆動軸を通じてギア部１８へと伝達される。また、第１検出部６８は、例えば、ロータリエンコーダからなり、前記第１検出部６８によって検出された検出信号（回転量又は回転角度）を図示しないコントローラに出力することにより、前記コントローラから前記検出信号に基づいた制御信号（パルス信号）を出力し、前記回転駆動源１６の回転量若しくは回転角度を制御している。
【００４２】
ギア部１８は、その内部に互いに噛合された複数の歯車（図示せず）を有し、前記回転駆動源１６から出力された駆動力を前記歯車のギア比率を経て、前記駆動力を所定量だけ減速した後に変換機構２０の回転シャフト７０へと伝達している。
【００４３】
また、ケーシング１４の上部には、前記回転駆動源１６に電流を供給する電源ケーブル７２と、前記第１検出部６８によって検出された前記回転駆動源１６の回転量又は回転角度をコントローラ（図示せず）へと出力する制御ケーブル７４が接続されている。
【００４４】
変換機構２０は、ギア部１８を介して回転駆動源１６に接続され、ボディ１２に対して回転自在に支持される回転シャフト７０と、前記ボディ１２の第１及び第２貫通孔２６、２８の内部を軸線方向に沿って変位する一組の第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂ（図３参照）とからなる。
【００４５】
回転シャフト７０は、その一端部がボディ１２のガイド孔７６によって回転自在に保持されると共に、他端部がカラー部材７８を介してボディ１２の底面に形成された孔部８０に挿入されている。そして、回転シャフト７０の軸線方向に沿った略中央部には、外周面にギア歯９８が刻設されたピニオンギア５０が形成され、前記ボディ１２の連通孔３０の内部に配設されている。
【００４６】
第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂは鉄等の磁性材料から形成され、図３及び図４に示されるように、第１及び第２貫通孔２６、２８にそれぞれ設けられている。そして、第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂにおけるキャップ３８側（矢印Ｘ１方向）となる一端部側には第１ヘッド部材８２がボルト８４を介して連結されると共に、変位量測定機構４４側（矢印Ｘ２方向）となる他端部側には第２ヘッド部材８６がボルト８８を介して連結されている。
【００４７】
第１及び第２ヘッド部材８２、８６の外周面には、環状溝を介してＯリング９０とピストンパッキン９２が装着され、前記Ｏリング９０及びピストンパッキン９２が第１及び第２貫通孔２６、２８の内周面に当接している。これにより、第１及び第２ヘッド部材８２、８６によって第１及び第２貫通孔２６、２８の内部に形成された第１及び第２シリンダ室４６ａ、４６ｂ、４８ａ、４８ｂの気密が保持される。
【００４８】
また、第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの他端部側には、軸線方向に沿って所定深さからなるロッド穴９４が形成され、前記ロッド穴９４と第２ヘッド部材８６の略中央部に形成される孔部９６とが連通している。そして、前記第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの変位作用下に前記ロッド穴９４及び孔部９６には、変位量測定機構４４のロッド１０４が挿入される。
【００４９】
一方、第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの側面には、図３に示されるように、軸線方向に沿ってギア歯９８が刻設されたラック部１００がそれぞれ形成され、前記ラック部１００が連通孔３０を介して第１及び第２貫通孔２６、２８内に突出したピニオンギア５０にそれぞれ噛合されている。すなわち、第１貫通孔２６に設けられた第１ピストン３６ａと第２貫通孔２８に設けられた第２ピストン３６ｂとが、ピニオンギア５０を中心としてラック部１００を介してそれぞれ対向するように設けられ、前記第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂが、前記ピニオンギア５０を有する回転シャフト７０の回転作用下に前記ラック部１００を介して軸線方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向）に沿って変位する。
【００５０】
すなわち、変換機構２０において回転シャフト７０と第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂとは互いの軸線方向が略直交するように設けられ、前記回転シャフト７０の回転駆動力をピニオンギア５０及びラック部１００を介して第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの直線方向への変位へと変換される。
【００５１】
この際、一組の第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂは、ピニオンギア５０を中心としてボディ１２の軸線に対して略対称となるように配設されているため、第１ピストン３６ａと第２ピストン３６ｂとが互いに相反する方向へと変位する。例えば、ピニオンギア５０が時計回り（矢印Ａ１方向）に回転した場合には、第１ピストン３６ａがキャップ３８側（矢印Ｘ１方向）へと変位すると共に、第２ピストン３６ｂが反対に変位量測定機構４４側（矢印Ｘ２方向）へと変位する。
【００５２】
一方、前記ピニオンギア５０が反時計回り（矢印Ａ２方向）に回転した場合には、前記とは反対に、第１ピストン３６ａが変位量測定機構４４側（矢印Ｘ２方向）へと変位すると共に、第２ピストン３６ｂがキャップ３８側（矢印Ｘ１方向）へと変位する。
【００５３】
この第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの変位量を検出する変位量測定機構４４は、前記ボディ１２の第１及び第２貫通孔２６、２８をそれぞれ閉塞するキャップ１０２と、前記キャップ１０２の内部に装着され、前記第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂ側（矢印Ｘ１方向）に向かって所定長だけ突出するロッド１０４と、前記ロッド１０４の外周面に沿って巻回されるコイル１０６から構成されている。断面略Ｕ字状に形成されるキャップ１０２は、その周縁部に形成された鍔部１０８を介して第１及び第２貫通孔２６、２８の他端部に係合され、前記キャップ１０２の外周面に装着されたシール部材４２によって前記第１及び第２貫通孔２６、２８の内部の気密が保持されている。
【００５４】
なお、この変位量測定機構４４は、第１及び第２貫通孔２６、２８に対してそれぞれ設けられ、第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの変位量を検出する場合に限定されるものではなく、前記第１及び第２貫通孔２６、２８のいずれか一方のみに設けて前記第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂのいずれか一方の変位量のみを検出するようにしてもよい。
【００５５】
前記コイル１０６は、ロッド１０４の外周面に対して一層又は多層で軸線方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向）に沿って略均一となるように巻回されている。
【００５６】
前記変位量測定機構４４では、第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂが軸線方向に沿って変位し、コイル１０６が巻回されたロッド１０４が第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂのロッド穴９４及び第２ヘッド部材８６の孔部９６の内部で変位することにより、前記コイル１０６のインダクタンスが変化し、このインダクタンスの変化が前記コイル１０６の端部に接続された第２検出部１１０で検出される。
【００５７】
一方、上述した変位量測定機構４４では、コイル１０６がロッド１０４の外周面に巻回され、前記ロッド１０４が第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂのロッド穴９４に挿入されることにより、前記第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの変位量を検出する構成としているが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、図６に示されるように、ボディ１２に設けられたピニオンギア５０を中心として前記第２ピストン３６ｂが設けられる第１及び第２シリンダ室４６ｂ、４８ｂの外壁面の両方にそれぞれコイル１０６ａ、１０６ｂを設け、前記一組のコイル１０６ａ、１０６ｂからの出力電圧又は出力周波数の差によって前記第２ピストン３６ｂの変位量を検出可能な変位量測定機構４４ａとしてもよい。
【００５８】
なお、上述した変位量測定機構４４ａにおいては、第２ピストン３６ｂの変位量を検出するために第２貫通孔２８の外壁面にコイル１０６ａ、１０６ｂを設ける構成について説明したが、第１ピストン３６ａの変位量を検出するために第１貫通孔２６の外壁面に前記コイル１０６ａ、１０６ｂを設けるようにしてもよいし、前記第１及び第２貫通孔２６、２８の外壁面をそれぞれ円筒状に形成し、コイル１０６ａ、１０６ｂをそれぞれ巻回して前記第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの両方の変位量を検出するようにしてもよい。
【００５９】
さらに、第１シリンダ室４６ａ、４６ｂ又は第２シリンダ室４８ａ、４８ｂのいずれか一方の外壁面のみにコイル１０６を巻回し、前記第１及び／又は第２ピストン３６ａ、３６ｂの変位量を検出するようにしてもよい。
【００６０】
第２検出部１１０は、図１及び図４に示されるように、ボディ１２の側面に装着され、その内部に設けられる図示しないインダクタンス検出器を介して前記コイル１０６のインダクタンス変化を検出し、前記インダクタンス検出器の出力電圧又は出力周波数に基づいた出力信号を前記第２検出部１１０に接続された制御ケーブル１１２から図示しないコントローラへと出力している。そして、前記出力信号に基づいてコントローラにおいて前記第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの軸線方向に沿った変位量が算出される。
【００６１】
把持部２４は、ボディ１２の下部に略平行に設けられ、前記変換機構２０の第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの変位作用下に軸線方向に沿って変位する一組のジョイント部材１１４と、前記ジョイント部材１１４に連結され、ガイドレール６４に沿って互いに接近・離間する方向に変位する一組の第１ブロック６６と、前記第１ブロック６６に連結される第２ブロック１１６と、前記第２ブロック１１６にそれぞれ連結され、ワーク２２を把持する一組のチャック１１８ａ、１１８ｂとからなる。
【００６２】
ジョイント部材１１４は、ボディ１２の下部に形成された凹部６２にそれぞれ設けられ、プレート状に形成されたジョイント部材１１４の一端部側には、前記ボディ１２の内部の第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂ側に向かって所定長だけ突出した突部１２０（図４参照）が形成されている。前記突部１２０は断面略長方形状に形成され、ボディ１２の第１及び第２貫通孔２６、２８と凹部６２とを貫通するように形成された挿通孔１２２を介して前記第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの係合穴１２４に挿入されている。これにより、前記第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂが軸線方向に沿って変位した際、該第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂと一体的にジョイント部材１１４が凹部６２に沿って軸線方向に変位する。
【００６３】
この挿通孔１２２は、図４に示されるように、ボディ１２の軸線方向に沿って所定長だけ延在し、前記挿通孔１２２の長さは、該挿通孔１２２が第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの外周面によって常に覆われるように設定されている。すなわち、前記第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの両端部にはそれぞれＯリング９０及びピストンパッキン９２を有する第１及び第２ヘッド部材８２、８６が装着されているため、前記挿通孔１２２を前記第１及び第２ヘッド部材８２、８６の間となる位置に設定することにより、第１及び第２シリンダ室４６ａ、４６ｂ、４８ａ、４８ｂ内の圧力流体が挿通孔１２２を介して外部に漏出することがなく気密が保持される。
【００６４】
第１ブロック６６は、ボディ１２のガイドレール６４に沿って変位自在に設けられると共に、前記ジョイント部材１１４の下部側に図示しないボルトを介して連結されている。そのため、前記第１ブロック６６は、ジョイント部材１１４が第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂと共に変位することにより、前記ガイドレール６４によるガイド作用下に軸線方向に沿って一直線上に変位する。
【００６５】
チャック１１８ａ、１１８ｂは、図１及び図２に示されるように、所定長さを有する軸状に形成され、第２ブロック１１６の下部に孔部（図示せず）を介して連結されている。そして、前記第２ブロック１１６に対して下方に向かって突出するように連結されたチャック１１８ａ、１１８ｂは、その先端部が互いに接近する方向に所定角度傾斜して設けられている。また、チャック１１８ａ、１１８ｂの先端部には、該チャック１１８ａ、１１８ｂより半径内方向に縮径したピン１２６がそれぞれ装着されている。
【００６６】
このチャック１１８ａ、１１８ｂは、一方のチャック１１８ａが第１及び第２ブロック６６、１１６を介して第１ピストン３６ａに連結されて一体的に変位すると共に、他方のチャック１１８ｂが第１及び第２ブロック６６、１１６を介して第２ピストン３６ｂに連結されて一体的に変位する。
【００６７】
本発明の実施の形態に係るワーク把持用チャック１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００６８】
先ず、把持用チャック１０によってチャック１１８ａ、１１８ｂの開閉量を制御してワーク２２に対する位置決め制御を行う場合について説明する。
【００６９】
最初に、図７のステップＳ１において、前記チャック１１８ａ、１１８ｂの開閉量を制御することによる位置決め制御のみを行うか否かを判断し、前記チャック１１８ａ、１１８ｂによる位置決め制御のみを行う際には、ステップＳ２に移動する。
【００７０】
このステップＳ２において、図示しない電源より電流がコントローラを介して制御信号（パルス信号）として回転駆動源１６へと印加され（図８中、範囲８ａ参照）、前記制御信号に基づいて前記回転駆動源１６が所定量だけ回転駆動する。なお、この際、ボディ１２の第１及び第２ポート３２、３４には、図示しない圧力流体供給源からの圧力流体の供給が停止した状態にある（図８中、範囲８ａ参照）。換言すると、本ステップでは、チャック１１８ａ、１１８ｂの開閉量のみを制御し、例えば、チャック１１８ａ、１１８ｂで把持するワーク２２に対する位置決め動作のみを行うため、前記ワーク２２を把持する際の把持力は必要とされないため前記圧力流体の供給が不要となる。
【００７１】
そして、回転駆動源１６からの駆動力は、ギア部１８を介して所定量だけ減速された後に回転シャフト７０へと伝達され、前記回転シャフト７０が時計回り（矢印Ａ１方向）に回転する。これにより、回転シャフト７０のピニオンギア５０を介して噛合された一組の第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂが互いに接近する方向へと変位する。詳細には、第１ピストン３６ａがキャップ３８側（矢印Ｘ１方向）に変位すると共に、第２ピストン３６ｂが変位量測定機構４４側（矢印Ｘ２方向）へと変位する。
【００７２】
その結果、前記第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂに係合されたジョイント部材１１４と、該ジョイント部材１１４に連結された第１及び第２ブロック１１６を介して一組のチャック１１８ａ、１１８ｂが互いに接近する方向に変位し、前記チャック１１８ａ、１１８ｂがワーク２２を把持した状態で停止する（図１参照）。
【００７３】
このように、図示しないコントローラによって予め設定された制御信号に基づいて回転駆動源１６を駆動させ、前記回転駆動源１６の駆動力をピニオンギア５０を介して一組の第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの直線変位へと変換して伝達することにより、前記第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂと連結されたチャック１１８ａ、１１８ｂを所望の開閉量で開閉させることができる。
【００７４】
その際、変位量測定機構４４によって前記第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂが変位する際のコイル１０６のインダクタンス変化をそれぞれ検出し、前記インダクタンス変化による出力電圧又は出力周波数に基づいて前記第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの変位量を検出することができる。その結果、第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの変位量に基づいたチャック１１８ａ、１１８ｂの開閉量の制御をより一層高精度に行うことが可能となる。
【００７５】
さらに、変位量測定機構４４では、一組の第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂに対してそれぞれ対応するコイル１０６が巻回されたロッド１０４を設け、前記第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂのそれぞれの変位量を検出している。このため、変位量測定機構４４において単一のロッド１０４を設け、第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂのどちらか一方のみの変位量を検出する場合と比較して分解能を向上させることができる。そのため、前記変位量測定機構４４における第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの変位量の検出精度を向上させることができる。換言すると、この把持用チャック１０を使用する環境の変化による検出精度のばらつきを抑制することが可能となり、第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの変位量を常に安定して得ることができる。
【００７６】
これにより、前記ワーク２２に対して一組のチャック１１８ａ、１１８ｂを開閉動作させ、回転駆動源１６に印加される制御信号によって前記回転駆動源１６の回転量又は回転角度を制御することにより前記チャック１１８ａ、１１８ｂの開閉量を自在に制御することができ、前記ワーク２２に対する高精度な位置決めを行うことが可能となる。また、その際、前記チャック１１８ａ、１１８ｂの開閉速度を制御することも可能となる。
【００７７】
そして、ステップＳ３において、把持部２４におけるチャック１１８ａ、１１８ｂが予め設定された開閉量で開閉動作し、前記ワーク２２に対する位置決め動作が完了したか否かが判断され、前記位置決め動作の完了が確認された場合には、図７に示すフローチャートにおける今回の処理を終了する。また、チャック１１８ａ、１１８ｂによる位置決め動作が完了していない場合には、ステップＳ２へと移り、再び回転駆動源１６に対して印加される制御信号に基づいてチャック１１８ａ、１１８ｂを開閉動作させてワーク２２に対する位置決め制御が行われる。
【００７８】
また、把持用チャック１０におけるワーク２２に対する位置決め動作が完了した後に、チャック１１８ａ、１１８ｂによる前記ワーク２２の把持状態を解除する。この場合には、図８に示されるように、回転駆動源１６に対する制御信号の印加を一旦停止した後に（図８中、範囲８ｂ参照）、前記回転駆動源１６が前記とは反対方向に回転駆動するように制御信号を印加する（図８中、範囲８ｃ参照）。なお、この際、把持用チャック１０に対する圧力流体の供給は停止したままである（図８中、範囲８ｂ、８ｃ参照）。
【００７９】
これにより、回転駆動源１６の駆動作用下に第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂが位置決め制御が行われる場合とは反対方向に変位するため、前記第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂに連結されたチャック１１８ａ、１１８ｂが互いに離間する方向へと変位する。これにより、前記チャック１１８ａ、１１８ｂによるワーク２２の把持状態が解除される。
【００８０】
次に、ワーク２２の形状に応じてチャック１１８ａ、１１８ｂの開閉量を制御すると共に、前記ワーク２２の把持動作を行う場合について詳細に説明する。
【００８１】
最初に、図６のステップＳ１において、把持用チャック１０におけるチャック１１８ａ、１１８ｂの開閉量を制御して位置決め制御のみを行うか否かが判断され、前記位置決め制御と同時にワーク２２の把持が行われる場合にはステップＳ４に移る。
【００８２】
換言すれば、このステップＳ１において、把持用チャック１０で位置決め制御のみを行うためにステップＳ２へと移る場合には、前記把持用チャック１０は位置決め制御モードとなり、前記把持用チャック１０において位置決め制御に加えてワーク２２の把持を行うためにステップＳ４に移る場合には、前記把持用チャック１０は所定の把持力を有するようにトルク制御モードとなる。
【００８３】
次に、ステップＳ４において、図示しない電源より電流がコントローラを介して制御信号（パルス信号）として回転駆動源１６へと印加され（図９中、範囲９ａ参照）、前記制御信号に基づいて回転駆動源１６が所定量だけ回転駆動する。これにより、回転駆動源１６の駆動作用下にピニオンギア５０を介して第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂが軸線方向に沿って変位し、前記第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂに連結されたチャック１１８ａ、１１８ｂが互いに接近する方向に変位する。そして、前記チャック１１８ａ、１１８ｂによってワーク２２に対する位置決め制御がなされる。なお、この際、ボディ１２の第１及び第２ポート３２、３４は、圧力流体供給源からの圧力流体の供給が停止した状態にある（図９中、範囲９ａ参照）。
【００８４】
次いで、ステップＳ５において、前記回転駆動源１６への制御信号が供給されてから所定時間Ｔ１（例えば、１００〜２００ｓｅｃ）が経過したか否かが確認され、前記所定時間Ｔ１未満（Ｔ１＞Ｔ）である場合には再びステップＳ４に移り、前記所定時間Ｔ１以上（Ｔ１≦Ｔ）が経過している場合にはステップＳ６へと移る。
【００８５】
そして、ステップＳ６においては、図９に示されるように、前記回転駆動源１６に対して引き続き制御信号が出力されると共に、図示しない圧力流体供給源から圧力流体が第２ポート３４に供給される（図９中、範囲９ｂ参照）。なお、この際、第１ポート３２は大気開放状態とする。前記圧力流体は、第２ポート３４から第２通路５６を通じて第１貫通孔２６の第２シリンダ室４８ａに導入されることにより、前記第１ピストン３６ａをキャップ３８側（矢印Ｘ１方向）へと押圧すると共に、前記第２シリンダ室４８ａから第４通路６０を介して第２貫通孔２８の第１シリンダ室４６ｂに導入された圧力流体が、前記第２ピストン３６ｂを変位量測定機構４４側（矢印Ｘ２方向）へと押圧する。
【００８６】
すなわち、第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂには、回転駆動源１６からの回転駆動力がピニオンギア５０とラック部１００との噛合作用下に軸線方向に沿った駆動力として付与されると共に、第２ポート３４から供給された圧力流体による押圧力が付与されている。この際、第１ピストン３６ａに対する駆動力と押圧力とが同一方向（矢印Ｘ１方向）に付与され、第２ピストン３６ｂに対する駆動力と押圧力とが同一方向（矢印Ｘ２方向）に付与されている。
【００８７】
その結果、第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの変位作用下に変位するチャック１１８ａ、１１８ｂには、回転駆動源１６による駆動力に加えて、圧力流体による押圧力が合わせて印加されているため、ワーク２２を把持するための大きな把持力を得ることができる。
【００８８】
なお、前記ステップＳ６では、回転駆動源１６に対して制御信号が出力されて所定時間Ｔ１だけ経過した後に圧力流体を供給するように制御を行っているが、前記回転駆動源１６に制御信号が入力される前に圧力流体を供給した場合には、前記圧力流体による押圧作用下に第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂが軸線方向に沿って変位しようとするため、前記第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂのラック部１００と回転シャフト７０のピニオンギア５０との噛合部位に負荷が生じ、前記ラック部１００とピニオンギア５０の耐久性が低下してしまう。
【００８９】
そのため、上述したように、回転駆動源１６に制御信号が出力されて所定時間Ｔ１が経過した後に、圧力流体を供給するように制御することにより、前記ラック部１００のギア歯９８とピニオンギア５０との間に過大な負荷が付与されることがなく、前記ラック部１００とピニオンギア５０の耐久性が低下することがない。
【００９０】
そして、ステップＳ７において、ワーク２２が一組のチャック１１８ａ、１１８ｂによって把持され、把持部２４におけるチャック１１８ａ、１１８ｂの把持動作が完了したか否かが確認され、前記把持動作が完了していない場合には、ステップＳ６へと移動し、前記把持動作が完了している場合には図６に示すフローチャートにおける今回の処理を終了する。
【００９１】
一方、把持用チャック１０によるワーク２２の把持状態を解除する場合には、図９に示されるように、第２ポート３４への圧力流体の供給を停止すると共に、回転駆動源１６に印加されている制御信号を停止させる（図９中、範囲９ｃ参照）。そして、前記回転駆動源１６が前記とは反対方向に回転駆動するように制御信号を印加し（図９中、範囲９ｄ参照）、前記回転駆動源１６が駆動してから所定時間Ｔ２が経過した後に、第１ポート３２に対して圧力流体を供給する（図９中、範囲９ｅ参照）。なお、この際、第２ポート３４は大気開放状態とする。
【００９２】
これにより、回転駆動源１６の駆動力及び圧力流体による押圧力によって第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂがワーク２２を把持する場合とは反対方向に変位するため、前記第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂに連結されたチャック１１８ａ、１１８ｂが互いに離間する方向へと変位する。これにより、前記チャック１１８ａ、１１８ｂによるワーク２２の把持状態が解除される。
【００９３】
以上のように、本実施の形態では、把持用チャック１０の使用状況に応じてチャック１１８ａ、１１８ｂを回転駆動源１６による駆動作用下に開閉動作させるか、又は、前記回転駆動源１６の駆動力に加えて圧力流体による押圧力で開閉動作させるかを選択して切り換えることができる。そのため、回転駆動源１６の回転量又は回転角度を制御し、チャック１１８ａ、１１８ｂの開閉量を自在且つ高精度に制御することにより、把持用チャック１０によってワーク２２に対する高精度且つ確実な位置決めを行うことができる。しかも、圧力流体による押圧作用下に前記ワーク２２を十分な把持力で確実に把持することができる。換言すれば、前記把持用チャック１０は、ワーク２２に対する位置決め機能と、把持機能とを兼ね備えている。なお、この際、前記チャック１１８ａ、１１８ｂの開閉速度を制御することも可能となる。
【００９４】
また、例えば、回転駆動源の駆動力のみでワークの把持を行う電動式の把持用チャックでは、従来のエア駆動式の把持用チャックと略同等の把持力を得ようとした場合に、前記把持力に応じて回転駆動源を大型化させる必要がある。しかしながら、前記回転駆動源の大型化に伴って把持用チャック全体が大型化してしまうと共に、コストが高騰するという問題がある。
【００９５】
これに対して、本発明の把持用チャック１０では、精度が要求されるワーク２２に対する位置決め制御をチャック１１８ａ、１１８ａの開閉動作を回転駆動源１６の駆動力のみで行い、前記ワーク２２を把持する場合には、前記回転駆動源１６の駆動力に対して圧力流体による押圧力を加えることにより所定の把持力を得ることができる。その結果、把持力を増大させるために回転駆動源１６を大型化させる必要がなく、結果的に前記回転駆動源１６を含む把持用チャック１０の小型化を図ることが可能となる。
【００９６】
さらに、ボディ１２の内部に変位量測定機構４４を設け、前記変位量測定機構４４によって第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの軸線方向に沿った変位量をそれぞれ測定することにより、前記第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂに連結された一組のチャック１１８ａ、１１８ｂの開閉量を高精度に検出することが可能となる。これにより、例えば、チャック１１８ａ、１１８ｂを介してワーク２２の位置決めを行う場合に高精度な制御を行うことができる。
【００９７】
次に、図１０Ａ〜図１０Ｄに示されるように、上述した把持用チャック１０によって断面略Ｃ字状のワーク２２ａを把持し、前記ワーク２２ａを円筒体１２８（図１０Ｃ及び図１０Ｄ）の内部に形成された環状溝１３０に装着する場合について説明する。なお、前記ワーク２２ａには、開口した端部にそれぞれピン孔１３２ａ、１３２ｂが形成されている。
【００９８】
先ず、図１０Ａにおいて、ワーク２２ａのピン孔１３２ａ、１３２ｂにチャック１１８ａ、１１８ｂのピン１２６を挿入させるために前記チャック１１８ａ、１１８ｂの開閉量を制御して位置決め制御を行う。この場合には、前記ワーク２２ａにおけるピン孔の１３２ａ、１３２ｂの離間距離Ｌ１が予めコントローラ（図示せず）に設定され、前記離間距離Ｌ１に応じてチャック１１８ａ、１１８ｂを開閉動作させるための制御信号が前記コントローラから回転駆動源１６へと印加される。そして、前記回転駆動源１６の駆動作用下に変換機構２０の第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂを介してチャック１１８ａ、１１８ｂが互いに接近又は離間するように変位し、前記チャック１１８ａ、１１８ｂのピン１２６間の離間距離Ｌ２が、前記ピン孔１３２ａ、１３２ｂの離間距離Ｌ１と同等（Ｌ１＝Ｌ２）になった状態でチャック１１８ａ、１１８ｂの開閉動作が停止する。なお、この際、把持用チャック１０に対する圧力流体の供給は停止されている。
【００９９】
次に、図示しない移動装置等によって把持用チャック１０の全体を下方へと変位させ、ワーク２２ａのピン孔１３２ａ、１３２ｂに対して該ピン孔１３２ａ、１３２ｂの離間距離Ｌ２と同等となるように離間した前記チャック１１８ａ、１１８ｂのピン１２６を挿入した後、図示しないコントローラから回転駆動源１６に対して制御信号が印加されると共に、ボディ１２の第１又は第２ポート３２、３４を通じて圧力流体が供給される。これにより、変換機構２０における第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの変位作用下に前記チャック１１８ａ、１１８ｂが互いに接近する方向へと変位し、前記チャック１１８ａ、１１８ｂによってワーク２２ａの開口した両端部をそれぞれ接近する方向に変位して、前記ワーク２２ａをその弾発力に抗して半径内方向に縮径するように変形させる（図１０Ｂ参照）。
【０１００】
次いで、図１０Ｃに示されるように、前記ワーク２２ａの開口部が閉塞された状態で把持用チャック１０によって前記ワーク２２ａを円筒体１２８の内部へと変位させ、前記ワーク２２ａの外周面が前記円筒体１２８の環状溝１３０に対向する位置となるように変位させる。
【０１０１】
そして、最後に、把持用チャック１０に供給されていた圧力流体の供給を停止し、第１又は第２ポート３２、３４を大気開放させると共に、前記回転駆動源１６を前記とは反対方向に回転駆動するように制御信号を印加することにより、前記回転駆動源１６の駆動作用下にチャック１１８ａ、１１８ｂが互いに離間する方向に変位する。その結果、チャック１１８ａ、１１８ｂによるワーク２２ａの開口部の閉塞された状態が解除され、前記ワーク２２ａがその弾発力によって半径外方向に拡径して環状溝１３０に装着される（図１０Ｄ参照）。
【０１０２】
このように、把持用チャック１０では、回転駆動源１６の回転量又は回転角度を図示しないコントローラからの制御信号によって制御することにより、前記制御信号を通じて一組のチャック１１８ａ、１１８ｂの開閉量を自在に制御することができ、例えば、ワーク２２ａに所定間隔離間した一組のピン孔１３２ａ、１３２ｂに対してチャック１１８ａ、１１８ｂのピン１２６をそれぞれ容易に挿入させることができる。また、ワーク２２ａを把持する際においては、前記回転駆動源１６による駆動力に加えて前記チャック１１８ａ、１１８ｂに対して圧力流体による押圧力が付与されるため、前記ワーク２２ａに対する所望の把持力を得ることができる。
【０１０３】
また、図１１に示されるように、例えば、複数の電子部品１３４ａ、１３４ｂが装着された基板１３６上に電子部品等のワーク２２ｂを装着する場合には、最初に、回転駆動源１６に対して図示しないコントローラを介して制御信号が印加され、且つ、ボディ１２のシリンダ室に対して圧力流体が供給された状態でワーク２２ｂをチャック１１８ａ、１１８ｂによって把持する。そして、前記把持用チャック１０を下方へと変位させて前記ワーク２２ｂを隣接する電子部品１３４ａ、１３４ｂの間に進入させる。
【０１０４】
次に、前記基板１３６に前記ワーク２２ｂを装着した後に、圧力流体の供給を停止して前記シリンダ室の内部を大気開放状態とすると共に、前記回転駆動源１６に対して前記とは反対の極性となる制御信号を印加することにより、前記回転駆動源１６を前記とは反対方向に回転駆動させてチャック１１８ａ、１１８ｂを互いに離間する方向へと変位させる。これにより、前記チャック１１８ａ、１１８ｂによるワーク２２ｂの把持状態が解除される（図１０中、二点鎖線形状）。
【０１０５】
この際、チャック１１８ａ、１１８ｂが進入する隣接した電子部品１３４ａ、１３４ｂ間の離間距離Ｌ３を予め計測しておき、前記離間距離Ｌ３に基づいた前記チャック１１８ａ、１１８ｂの開閉量となるようにコントローラ（図示せず）から回転駆動源１６へと制御信号を印加する。その結果、前記チャック１１８ａ、１１８ｂが離間する方向に開動作する際の前記チャック１１８ａ、１１８ｂの変位量を制御することができる。そのため、チャック１１８ａ、１１８ｂによるワーク２２ｂの把持状態を解除する場合に、前記チャック１１８ａ、１１８ｂが隣接した電子部品１３４ａ、１３４ｂに対して接触することがなく、限られたスペース内で確実にチャック１１８ａ、１１８ｂの開動作を行うことが可能となる。
【０１０６】
換言すると、回転駆動源１６の回転量又は回転角度を、該回転駆動源１６に印加される制御信号によって制御することにより、前記チャック１１８ａ、１１８ｂをワーク２２ｂの把持を解除する最小限の変位量で開動させることができる。
【０１０７】
さらに、図１２Ａ及び図１２Ｂに示されるように、チャック１１８ａ、１１８ｂによって形状の異なる複数のワーク１３８ａ〜１３８ｃのうちのいずれか１個を選択して把持し、前記ワーク１３８ａ〜１３８ｃのそれぞれの形状に対応した装着穴１４０ａ〜１４０ｃへと移動して挿入する場合について説明する。なお、ここでは、複数載置されたワーク１３８ａ〜１３８ｃのうちから中央に載置されたワーク１３８ｂを把持・移動させる場合について説明する。
【０１０８】
最初に、チャック１１８ａ、１１８ｂが互いに離間する方向に変位した全開状態で前記チャック１１８ａ、１１８ｂの間にワーク１３８ｂが位置するように把持用チャック１０を下方へと移動させる。そして、回転駆動源１６に対してコントローラ（図示せず）を介して制御信号を印加させることにより、前記チャック１１８ａ、１１８ｂが互いに接近する方向へと変位して該チャック１１８ａ、１１８ｂがワーク１３８ｂの両側面に当接する（図１２Ａ参照）。
【０１０９】
この際、変換機構２０における第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの変位量が変位量測定機構４４によって検出され、前記第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの変位量に基づいて前記ワーク１３８ｂの幅寸法Ｗ１が図示しないコントローラで算出される。なお、この際、把持用チャック１０に対する圧力流体の供給は停止されている。
【０１１０】
次に、前記コントローラから回転駆動源１６に対して制御信号が出力されると同時に、第２ポート３４を通じてシリンダ室に圧力流体が供給されることにより、変換機構２０における第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの変位作用下に前記チャック１１８ａ、１１８ｂが互いに接近する方向へと変位し、前記チャック１１８ａ、１１８ｂによってワーク１３８ｂが把持される。そして、前記ワーク１３８ｂを前記コントローラによって算出されたワーク１３８ｂの幅寸法Ｗ１に基づいて、前記ワーク１３８ｂの幅寸法Ｗ１に対応した幅寸法Ｗ２を有する装着穴１４０ｂの位置が判断され、前記把持用チャック１０によってワーク１３８ｂを前記装着穴１４０ｂの内部へと挿入する（図１１Ｂ参照）。
【０１１１】
最後に、把持用チャック１０に供給されていた圧力流体の供給を一旦停止し、前記とは反対となる第１ポート３２に対して圧力流体を供給すると共に、前記回転駆動源１６を前記とは反対方向に回転駆動させることによりチャック１１８ａ、１１８ｂが互いに離間する方向に変位し、チャック１１８ａ、１１８ｂによるワーク１３８ｂの開口部の閉塞された状態が解除される。
【０１１２】
このように、一組のチャック１１８ａ、１１８ｂによってワーク１３８ａ〜１３８ｃを把持した際に、変位量測定機構４４で検出される第１及び第２ピストン３６ａ、３６ｂの変位量に基づいて前記ワーク１３８ａ〜１３８ｃの寸法測定を行うことができ、この寸法測定されたワーク１３８ａ〜１３８ｃをその外形寸法に対応した装着穴１４０ａ〜１４０ｃ等へと移動させて挿入させることが可能である。
【０１１３】
一方、上述した把持用チャック１０は、工作機械の軸部等の先端に取り付けられ、前記把持用チャック１０に供給される電流及び圧力流体によって自動的にワーク２２、２２ａ、２２ｂ、１３８ａ〜１３８ｃの位置決め及び把持動作を行う場合に限定されるものではなく、図１３に示されるように、前記把持用チャック１０の変形例として作業者１５２が手１５４で持つことにより、例えば、ワークの把持・移動若しくは組み付け作業等を行うことが可能な構成としてもよい。
【０１１４】
この変形例に係る把持用チャック１５０は、ボディ１２の上部に固定されるケーシング１５６の外部に、作業者１５２がその手１５４で握りやすいように凹凸状のグリップ１５８が形成されると共に、前記ケーシング１５６の上部には、例えば、チャック１１８ａ、１１８ｂを開閉動作させる開閉スイッチ１６０、前記チャック１１８ａ、１１８ｂの開閉量を調整する調整ボタン１６２、前記把持用チャック１５０の電源を切り換える電源スイッチ１６４、前記開閉スイッチ１６０等の動作状況を視認するための複数の表示灯１６６が設けられている。なお、上述した本実施の形態に係る把持用チャック１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【０１１５】
この把持用チャック１５０では、作業者１５２が電源スイッチ１６４を介して把持用チャック１５０の電源を投入し、図示しないワークの形状に応じて調整ボタン１６２によってチャック１１８ａ、１１８ｂの開閉量を調整した後に、開閉スイッチ１６０を押すことにより前記ワークの形状に関わらず、チャック１１８ａ、１１８ｂを開閉動作させて前記ワークの位置決め又は把持作業を簡便に行うことが可能となる。
【０１１６】
また、従来、作業者１５２が工具等を用いてワークの把持・位置決め若しくは前記ワークの組み付け作業を行っていた場合と比較して、前記把持用チャック１５０によってワークを確実且つ安定した把持力で把持することができるため、前記ワークの組み付け作業等における生産性を向上させることができる。同様に、ワークに対する位置決め作業を行う際にも、安定した位置決めを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の実施の形態に係るワーク把持用チャックの一部断面正面図である。
【図２】図１のワーク把持用チャックの側面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】ボディの内部に形成された圧力流体の流通する通路の経路を示す模式斜視図である。
【図６】把持用チャックにおける変位量測定機構の変形例を示す一部省略横断面図である。
【図７】ワーク把持用チャックにおける回転駆動源による駆動力と圧力流体による押し圧力とを併用又は切り換える制御を行う内容を示すフローチャートである。
【図８】ワーク把持用チャックにおいてチャックによって位置決め制御のみを行う場合のシリンダ室への圧力流体の供給状態と、回転駆動源に対する制御信号の印加状態との関係を示す特性線図である。
【図９】ワーク把持用チャックにおいて位置決め制御及びワークの把持動作を行う場合のシリンダ室への圧力流体の供給状態と、回転駆動源に対する制御信号の印加状態との関係を示す特性線図である。
【図１０】図１０Ａ〜図１０Ｄは、ワーク把持用チャックによって断面略Ｃ字状の係止部材を把持し、前記係止部材を円筒部材の環状溝に装着する場合を示す概略動作説明図である。
【図１１】図１のワーク把持用チャックによって隣接する電子部品の間にワークを移動させた後に、前記電子部品間でチャックを開動作させて前記ワークの把持状態を解除する場合を示す概略動作説明図である。
【図１２】図１２Ａ及び図１２Ｂは、ワーク把持用チャックによってワークの幅寸法を測定した後、前記ワークを挿入可能な装着穴へと移動させて挿入させる場合を示す概略動作説明図である。
【図１３】変形例に係るワーク把持用チャックの縦断面図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１０、１５０…ワーク把持用チャック  １２…ボディ
１６…回転駆動源                    ２０…変換機構
２２、２２ａ、２２ｂ、１３８ａ〜１３８ｃ…ワーク
２４…把持部                        ２６…第１貫通孔
２８…第２貫通孔                    ３０…連通孔
３６ａ…第１ピストン                ３６ｂ…第２ピストン
３８、１０２…キャップ              ４４、４４ａ…変位量測定機構
４６ａ、４６ｂ…第１シリンダ室      ４８ａ、４８ｂ…第２シリンダ室
５０…ピニオンギア                  ５２…通路
５４…第１通路                      ５６…第２通路
５８…第３通路                      ６０…第４通路
６２…凹部                          ６４…ガイドレール
６８…第１検出部                    ７０…回転シャフト
９４…ロッド穴                      １００…ラック部
１０４…ロッド                      １０６、１０６ａ、１０６ｂ…コイル
１１０…第２検出部                  １１４…ジョイント部材
１１６…第２ブロック                １１８ａ、１１８ｂ…チャック
１２０…突部                        １２２…挿通孔
１２４…係合穴                      １３６…基板
１５２…作業者                      １５８…グリップ
【図１】
2006218580.tif 000002
【図２】
2006218580.tif 000003
【図３】
2006218580.tif 000004
【図４】
2006218580.tif 000005
【図５】
2006218580.tif 000006
【図６】
2006218580.tif 000007
【図７】
2006218580.tif 000008
【図８】
2006218580.tif 000009
【図９】
2006218580.tif 000010
【図１０】
2006218580.tif 000011
【図１１】
2006218580.tif 000012
【図１２】
2006218580.tif 000013
【図１３】
2006218580.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成18年1月17日(2006.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
そして、ステップＳ７において、ワーク２２が一組のチャック１１８ａ、１１８ｂによって把持され、把持部２４におけるチャック１１８ａ、１１８ｂの把持動作が完了したか否かが確認され、前記把持動作が完了していない場合には、ステップＳ６へと移動し、前記把持動作が完了している場合には図７に示すフローチャートにおける今回の処理を終了する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
これに対して、本発明の把持用チャック１０では、精度が要求されるワーク２２に対する位置決め制御をチャック１１８ａ、１１８ｂの開閉動作を回転駆動源１６の駆動力のみで行い、前記ワーク２２を把持する場合には、前記回転駆動源１６の駆動力に対して圧力流体による押圧力を加えることにより所定の把持力を得ることができる。その結果、把持力を増大させるために回転駆動源１６を大型化させる必要がなく、結果的に前記回転駆動源１６を含む把持用チャック１０の小型化を図ることが可能となる。